Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Пирометры полного излучения, или радиационные пирометры.Содержание книги
Поиск на нашем сайте
Эти пирометры основаны на зависимости от температуры интегральной мощности излучения АЧТ во всем диапазоне длин волн, определяемой законом Стефана - Больцмана: Для реального тела эта зависимость определяется выражением , где — коэффициент теплового излучения (коэффициент излучательной способности), зависящий от материала излучателя и от состояния и температуры его поверхности. Пирометр, градуированный по излучению АЧТ, при измерении на реальном объекте покажет так называемую радиационную температуру Тp, значение которой всегда меньше действительной температуры объекта Т. Радиационной температурой объекта называется такая температура АЧТ, при которой его полная мощность излучения (плотность излучении во всем диапазоне длин волн - от λ1=0 до λ2∞) равна полной мощности излучения рассматриваемого объекта при температуре Т. Связь между Тр и Топределяется из равенства откуда Пирометры полного излучения применяются для измерения в диапазоне температур от -50 до +3500°С. Наиболее целесообразно использовать такие пирометры для измерения температуры объектов, излучательные свойства которых мало отличаются от свойств АЧТ. Приемники излучения в пирометрах полного излучения должны иметь спектральную характеристику, близкую к характеристике АЧТ. Для повышения точности пирометров полного излучения в корпусе телескопа устанавливается образцовый источник излучения в виде АЧТ, температура которого поддерживается постоянной. При помощи дифференциальной измерительной цепи сравниваются мощности излучения измеряемого объекта и АЧТ, потоки излучения которых с помощью вращающегося или колеблющегося зеркала попеременно подаются на приемник. Разработаны различные оптические устройства, расширяющие области применения пирометров. Например, изготовляются пирометры с волоконной оптикой для измерения температуры в диапазоне 400-З000 °С. Используются световоды длиной до10 м. Такие пирометры обеспечивают измерение температур объектов диаметром от «1 мм, а также температур в герметичных объемах. Такой канал передачи не чувствителен к помехам и изменениям параметров промежуточной среды.
Яркостные пирометры. Основаны на использовании зависимости от температуры мощности излучения в ограниченном диапазоне длин волн. Рабочий: диапазон измерений таких пирометров от –100 до +6000°С. Основная погрешность измерения для различных типов пирометров лежит в пределах 0,25— 2,5%, быстродействие 0,001 - 2,5 с. Разновидностью пирометра частичного излучения является монохроматический яркостный пирометр, основанный на сравнении энергетической яркости объекта исследования с энергетической яркостью образцового излучателя в узком участке спектра излучения. Вследствие неполноты излучения реальных тел яркостные пирометры измеряют не действительную температуру тела Т,а так называемую яркостную температуру Тя.Соотношение между действительной и яркостной температурами, как следует из законов излучения, определяется выражением
где — коэффициент теплового излучения для длины волны . Большинство яркостных пирометров, работающих в видимой области спектра, снабжаются красным светофильтром, обеспечивающим эффективную длину волны. В зависимости от материала излучателя и состояния его поверхности значения коэффициента теплового излучения колеблются в широких пределах: 0< ≤1. Сравнение энергетических яркостей объекта исследования и образцового излучателя может осуществляться автоматически или визуально человеком. Широкое применение для измерения температур в диапазоне 300—6000°С получили визуальные пирометры с исчезающей нитью. В таком пирометре изображение объекта путем перемещения объектива совмещается с плоскостью нити лампы накаливания. Наблюдая изображения объекта и нити через светофильтр и окуляр,наблюдатель меняет ток накала нити лампы до тех пор, пока середина накаленной нити не исчезнет на фоне изображения объекта. Это свидетельствует о равенстве энергетических яркостей излучающего объекта и нити в области спектра, определяемого характеристикой пропускания красного фильтра и спектральной характеристикой чувствительности глаза наблюдателя , максимум которой для нормальных глаз соответствует длине волны мкм. Зависимость между током лампы и яркостной температурой определяется путем градуировки термометра по температуре АЧТ. Шкала такого пирометра имеет резко нелинейную характеристику, поскольку яркость нити примерно пропорциональна пятой степени тока накала нити. Равномерную шкалу можно получить, если ток накала нити и, следовательно, ее температуру поддерживать постоянными, а выравнивание яркости нити и объекта осуществлять перемещением нейтрального поглотителя с переменной плотностью, устанавливаемого между объективом и температурной лампой. Яркостная температура в этом случае определяется по шкале отсчетного устройства, регистрирующего положение клина. Для увеличения верхнего предела измерения пирометров применяются нейтральные поглотители с известным коэффициентом пропускания ,который определяется из выражения где — длина волны; С2 — вторая постоянная излучения; Т1- температура АЧТ, измеренная пирометром без поглотителя; Т2 - температура АЧТ, измеренная при наличии поглотителя. 30 Цветовые пирометры. Пирометры спектрального отношения, или цветовые пирометры. Они показывают так называемую цветовую температуру тела Тц - условную температуру, при которой АЧТ имеет такое же относительное спектральное распределение энергетической яркости, что и исследуемое реальное тело с действительной температурой Т. Показания пирометра спектрального отношения соответствуют действительной температуре, если объект является абсолютно черным или серым телом, т. е. таким телом, у которого излуча-тельная способность для всех длин волн одинакова. Если зависит от длины волны, то связь между действительной и цветовой температурой определяется выражением:
Где — коэффициенты излучательной способности тела соответственно на длинах волн Из выражения (12-3) следует, что пирометры спектрального отношения, в отличие от пирометров полного или частичного излучения, показывают действительную температуру серых тел и их показания не зависят от излучательной способности тела до тех пор, пока . Для многих тел не остается постоянным с изменением длины волны. У металлов уменьшается сростом длины волны, у неметаллических тел в ряде случаев , наоборот, увеличивается. Поскольку при величина … , то измеренная цветовая температура, как следует из выражения (12-3), может быть больше, меньше действительной температуры или равна ей. Из этого же выражения следует, что цветовая температура Тцтела тем ближе к действительной температуре, чем больше разность . В целом погрешности пирометров спектрального отношения меньше, чем у пирометров полного или частичного излучения. Их показания принципиально не зависят от расстояния до объекта исследования, а также от поглощения излучения в промежуточной среде между объектом и пирометром, если . В большинстве серийно выпускаемых пирометров модуляция излучения осуществляется при помощи механических модуляторов, приводимых в движение синхронными микродвигателями. В качестве приемников излучения применяются термобатареи (в пирометрах полного излучения), фотодиоды, фоторезисторы или пироэлектрические приемники. В некоторых приборах приемники излучения термостатированы. Большинство пирометров имеют стандартный выходной сигнал постоянного тока 0—5 мА или 4—20 мА и постоянного напряжения 0—100 мВ или 0—10 В.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-21; просмотров: 374; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.115.45 (0.006 с.) |